[发明专利]一种卫星导航测姿方法和装置及无人机

说明书

一种卫星导航测姿方法和装置及无人机，以提高得到的姿态数据的精度，并简化测姿方法，降低成本。在本发明一些可行的实施方式中，方法包括：获得卫星信号的原始观测量、星历以及天线的位置，所述原始观测量包括载波观测值和伪距观测值；根据星历和天线的位置得出天线至卫星之间的单位矢量；基于载波观测值得出载波双差，基于星历和天线的位置得出天线到卫星的单位矢量双差；基于载波双差、天线到卫星的单位矢量双差和两个天线之间的基线长度求整周模糊度；基于所述整周模糊度、天线到卫星的单位矢量双差和载波双差得出三个天线之间的基线矢量；基于天线的位置和三个天线之间的基线矢量得出姿态角。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种卫星导航测姿方法和装置及无人机。

背景技术

小型无人机等飞行器基于体积、成本和重量等考虑，普遍使用指南针获取航向信息，使用INS(Inertial Navigation System，即惯性导航系统)获取飞行器姿态信息。其中，指南针通过地球磁场的作用，达到指向的效果，但指南针测得的航向包含磁偏角，且在有磁场干扰时无法使用。而INS的精度不高，获取的姿态数据难以直接使用。

发明内容

本发明实施例提供一种卫星导航测姿方法和装置及无人机，以提高得到的姿态数据的精度，并简化测姿方法，降低成本。

本发明第一方面提供一种卫星导航测姿方法，用于测试无人机的姿态，所述无人机上设置有不在同一条直线上的三个天线，所述方法包括：

获得卫星信号的原始观测量、星历以及天线的位置，所述原始观测量包括载波观测值和伪距观测值；

根据星历和天线的位置得出天线至卫星之间的单位矢量；

基于载波观测值得出载波双差，基于星历和天线的位置得出天线到卫星的单位矢量双差；

基于载波双差、天线到卫星的单位矢量双差和两个天线之间的基线长度求整周模糊度；

基于所述整周模糊度、天线到卫星的单位矢量双差和载波双差得出三个天线之间的基线矢量；

基于天线的位置和三个天线之间的基线矢量得出姿态角。

本发明第二方面提供一种卫星导航装置，用于测试无人机的姿态，所述无人机上设置有不在同一条直线上的三个天线，所述装置包括：

获取模块，用于获得卫星信号的原始观测量、星历以及天线的位置，所述原始观测量包括载波观测值和伪距观测值；

计算模块，用于根据星历和天线的位置得出天线至卫星之间的单位矢量；基于载波观测值得出载波双差，基于星历和天线的位置得出天线到卫星的单位矢量双差；基于载波双差、天线到卫星的单位矢量双差和两个天线之间的基线长度求整周模糊度；基于所述整周模糊度、天线到卫星的单位矢量双差和载波双差得出三个天线之间的基线矢量；基于天线的位置和三个天线之间的基线矢量得出姿态角。

本发明第三方面提供一种无人机，包括：机身，设置在所述机身且不在同一条直线上的至少三个天线，所述至少三个天线分别与至少三个接收机连接，所述至少三个接收机与一飞控系统连接，所述飞控系统用于：

通过所述至少三个接收机和至少三个天线，获得卫星信号的原始观测量、星历以及天线的位置，所述原始观测量包括载波观测值和伪距观测值；根据星历和天线的位置得出天线至卫星之间的单位矢量；基于载波观测值得出载波双差，基于星历和天线的位置得出天线到卫星的单位矢量双差；基于载波双差、天线到卫星的单位矢量双差和两个天线之间的基线长度求整周模糊度；基于所述整周模糊度、天线到卫星的单位矢量双差和载波双差得出三个天线之间的基线矢量；基于天线的位置和三个天线之间的基线矢量得出姿态角。

由上可见，本发明实施例卫星导航测姿方法采用基于卫星信号得出的载波双差等数据，求解整周模糊度和天线之间的基线矢量，根据基线矢量计算姿态角的技术方案，取得了以下技术效果：